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来自童话王国的能源利用启示

2018-08-08

在2018年中丹可再生能源清洁供热高峰论坛上,清洁供暖又一次被大家所提及。丹麦的童话陪伴着一代代人长大,而丹麦的清洁能源发展比童话而言毫不逊色。虽然地处北欧,冬季寒冷且漫长,供暖所用能源占总能源需求比较大。但提起丹麦,却没有雾霾重重的压迫感,而是换之以清新的空气和色彩斑澜的花园城市。现如今,丹麦已经向“零碳社会”迈进,在清洁能源领域中独树一帜,丹麦是如何做到的?丹麦能源署总监 Morten Bak给了我们一个答案:“区域供热和热电联产的广泛使用,是丹麦在过去几十年里提高能源效率并减少碳排放的主要原因之一。”


● 区域供热系统成为能源体系的基石


作为国民幸福指数全球最高的国度之一,丹麦的另一“最”让人眼前一亮——全球能效最高的国家之一,并拥有世界领先的区域供暖技术。“这一技术构建的区域供热系统,成为丹麦绿色高效能源体系的基石。” Morten Bak表示。

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丹麦以农业立国,居民散居在大大小小的城镇和乡村中,区域供暖如何实现并推动国家节能减排战略?让时光回溯到上世纪70年代。


1973年10月,世界第一次石油危机爆发。由于国内约90%的能源消耗都依靠石油进口,丹麦受到了强烈波及。在交通和供热上,居民感受到尤为明显的价格压力。


这次能源危机让丹麦人认识到,节约能源是减少对进口燃料的依赖、降低消费成本的关键。由此,丹麦开始重视能源独立、提高能效,并于1976年成立能源署。由其牵头主管能源,制定了节能优先、以发展风能和生物质能等为主的新能源政策。


1979年,丹麦第一部《供热法案》出台,并在随后几十年不断修订完善。这项法案包含了丹麦供热计划形式和内容的管理条例,标志着丹麦公共供热新时代的开始。


按照《供热法案》规定,各地政府负责编制市政区域的供暖规划。供暖规划的总体原则要按照社会效益最大化来推广供热方式,采取最环保的采暖方式,大力推广热电联产,最大限度地降低能源供应对石油和其他化石燃料的依赖。


区域供暖和热电联产的推进使丹麦的供热体系不断优化。同时,在燃料的选择上偏向排放量更小、更清洁的天然气。一系列措施落地后,效果也逐步显现。截至1980年,丹麦经济总量增长了70%,能源消耗总量却常年基本保持不变。


据丹麦工业联合会能源分会主任Troels Ranis介绍,丹麦2020年的能源消耗目标将实现40%的可再生能源占比。到2050年,丹麦将100%独立于化石燃料,彻底摆脱对化石燃料的依赖。


● 经济措施、公众参与及技术创新都重要


除了在行政上推广天然气热电联产、继续扩大规模降低成本外,丹麦政府还相继出台了多项政策,通过税收、补贴等手段推动供热向高效、清洁转型。


“一方面,丹麦政府对供暖企业进行补贴。采用热电联产和可再生能源的企业均可享受一定金额的补贴。例如,利用生物质燃料发电可以按每兆瓦时领取20欧元的补贴。”Troels Ranis说,另一方面,丹麦政府还通过税收和价格杠杆来提高企业和公众的参与度。对供热的煤炭、石油、天然气均收取相应的燃料税,而对电力生产则没有税收,这促使供热厂有动力向热电联产电厂转变,以减少燃料税的支付。


生产端做到了绿色可持续,消费端也不能偏废。为此,丹麦政府在建筑领域引入了“节能账户”的机制,即建筑所有者每年向节能账户支付一笔节能费。金额根据建筑能效标准乘以取暖面积计算,分为多个等级,如达到最优等级则不必支付。没有达到能效标准的建筑,经改造后可重新评级。这项机制可以激励建筑所有者在门窗、屋顶以及墙体保温性能的提高上不遗余力,从而最大限度地利用建筑能效。


此外,丹麦通过立法,要求每个家庭配备计量仪,驱动形成“我使用、我付费”的模式。Troels Ranis对此表示,丹麦的这种模式有效避免了一些客户为他人的消耗买单而把真正节约的能源稀释掉。


节能账户、热计量和收费等消费端的节能措施,不仅培养了公民低碳生活的节约意识,还从源头上解决问题,形成从生产端到消费端整体节能的良性循环。


丹麦的绿色技术仍在不断创新和发展。丹麦著名的节能环保企业丹佛斯一直致力于推动清洁能源的发展。其中国区总裁Kjeld Stark指出,丹麦区域能源技术已经发展到了第四代,形成“节流”与“开源”并举、多能互补的现代化绿色区域能源体系。绿色技术出口占丹麦出口总量的百分比长期在两位数以上,在欧盟国家中多年来位列第一。


● 不同国家利用区域能源系统差别大


丹麦区域供热委员会业务发展经理Morten Jordt Duedahl认为,区域能源在应用中要考虑到其可持续性和灵活性,最大限度地利用多种清洁能源。不同国家利用区域能源系统差别较大。部分原因是气候、城市密度和可用能源资源等差异造成的。而不同的能源政策、监管框架和建筑传统和也解释了不同国家区域间的供热差异。


事实上,丹麦区域供暖的相关技术和经验已在中国一些地方落地。Kjeld Stark介绍,辽宁省本溪市采用了丹麦的区域能源解决方案,在供热面积约300万平米的范围内进行供热改造。项目实施第一年,本钢热力公司扭亏为盈,同时减少煤炭燃烧量两万多吨。当地空气质量改善明显,2017年本溪市在辽宁省空气质量排名位列第二。未来两年,本溪市预计采用余热供暖面积将超过500万平方米,降低煤炭使用量约20万吨。


香格里拉也是丹麦经验的受益者。香格里拉位于云南省西北部,海拔3300米以上,冬天日常温差大,供热需求高。“当地居民过去一直使用化石燃料和木材作为主要燃料,为单体锅炉供热,空气污染严重。目前,引入区域供热方案减轻了大气污染,促进了当地生态环境的保护。” Kjeld Stark说。


国家发改委能源研究所副所长王仲颖认为,清洁供热是我国现阶段及将来都将面临的重要任务,特别是对中小型城市而言。我国的可再生能源供热多为分布式应用,量大面广,地热仍为增长主力。城市与农村、不同的气候区域市场需求差异较大,单一的能源品种难以满足用户需求,多能互补的系统就显得尤为重要。同时,一些供暖技术已经具备一定的市场竞争力,但仍需要政策支持。


“在供热领域,降低供暖耗煤量,用清洁能源代替燃煤锅炉是目前面临的一大挑战,而热源紧缺又是北方城市供热系统所面临的主要难题。北方地区在清洁能源的利用上,由于地区间的热源与供需分布不平衡,北京、保定、秦皇岛等地热源局部紧缺,而唐山、邯郸、张家口等地热源又局部富裕,可考虑在降低输送成本、提高输送能力的前提下,发展长距离输热。利用电厂、工业余热作为区域基础热源,热、电、气协同运行,在其他国家经验的基础上,构建区域供热新模式。”清华大学建筑节能研究中心教授夏建军建议。

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